全球燃煤電廠之現況分析

在台灣二氧化碳的排放量從1990到2006年總共成長了5.6%,近百年的溫度提升了攝氏1.2度,近20年更是有感升溫,國際能源署(IEA)在2008年世界能源展望會提出報告若無改善二氧化碳排放問題,二氧化碳在2050年的排放量將會是現在的130%。

二氧化碳捕獲與封存技術(Carbon Dioxide Capture and Storage,CCS)主要目的是透過各種如地表礦化封存、二氧化碳工業利用、二氧化碳地質封存、二氧化碳海洋封存等各項技術,來實質的降低溫室氣體散逸於大氣之中。

根據IEA報告(CCS Retrofit: Analysis of the Globally Installed Coal-Fired Power Plant Fleet),主要針對全球各國燃煤電廠進行統計,圖A係按全球燃煤電廠使用年齡與發電量所製之圖示,經IEA統計總發電容量約1,627GW,從圖示可以了解近5年燃煤之淨發電容量增加相當高。

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圖A現行燃煤電廠發電量

圖B顯示,近20年全球朝向裝置超臨界(supercritical)和超超臨界(ultra‐supercritical)技術之燃煤電廠。但絕大多數裝設的機組仍以亞臨界(subcritical)技術為主,由圖示也可看出近5年亞臨界燃煤電廠成長相當快。
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圖B 全球亞臨界、超臨界、超超臨界燃煤電廠狀況

現今中國的排碳量已經成為世界第一的國家,且煤炭仍是目前許多國家電力的重要來源,因此IEA分析全球最具CCS技術改進的燃煤電廠,並將各國現行燃煤發電廠分成3案別加以探討,案別1為不滿30年之燃煤電廠,每年發電大於100MW;案別2為不滿20年之燃煤電廠,每年發電大於300MW;案別3為不滿10年之燃煤電廠,每年發電大於300MW。

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在各主要二氧化碳排放國家,IEA挑出了10國進行分析討論,依序分別為中國、美國、印度、德國、俄羅斯、日本、南非、澳洲、韓國、波蘭,並在分析各國後提出以下結論:
 面對碳排放日益增加,從現有和新建的燃煤發電廠管理二氧化碳是非常重要的,以減輕氣候變遷問題
 根據資料顯示,現行的燃煤發電廠搭配CCS改進是被認為是極具有可行性的。
 針對IEA挑出的10國,這些國家燃煤電廠的CO2排放量占全球燃煤電廠總排放量超過85%。
 根據發電機組容量與現代化程度,中國、日本、韓國的燃煤電廠相對較新,從基本面與技術面的角度來看,這些燃煤電廠非常適合進行CCS技術改善。
 以技術導向為評估,並考慮相關因素的背景下在這未來的幾十年裡將只有亞洲、美國與歐洲會發揮關鍵作用:

1. 美國與歐洲的燃煤電廠相對老舊,所以對於現有燃煤電廠而言,歐美地區皆必須謹慎的評估CCS可行性。

2. 2035年印度將成為世界第二大燃煤使用國,而目前的燃煤電廠效率表現不盡理想,所以要如何進一步提高效率水準是重要的議題。其他如改善CCS在能源結構中的承諾,都是提高印度使用CCS技術潛力的重要因素。

3. 日本與韓國的燃煤機組容量較大且現代化,但受限於其他因素影響,如封存可行性,限制使用CCS技術的潛力。

4. 中國燃煤電廠的規模大與預期成長的速度,近3/4的燃煤電廠都相對新穎,具有適合搭配CCS改造的潛力,研究指出這些電廠約有1/5非常適合進行CCS改造。
 隨技術評估進一步到試驗特定的區域和市場因素,各國或相關國家應該一起參與進行。
 為了要避免二氧化碳議題成為無法改變的問題,所有新的燃煤電廠都應該配有CCS設備,如果不是這樣的話,對於考慮建造新燃煤電廠也必須在最終階段進行CCS技術。

資料來源:
Analysis of the Globally Installed Coal-Fired Power Plant Fleet